회귀분석을 이용한 SCR 촉매에서의 바나듐과 텅스텐 침출 평가
Evaluation of Vanadium and Tungsten Leaching from SCR Catalyst Using Regression Analysis
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초록
대기 중 질소산화물 제거에 쓰이는 사용 후 SCR (Selective catalytic reduction) 촉매는 유가금속을 함유하고 있어 이에 대한 효율적회수방안이 필요하다. 이에, 본 연구에서는 SCR 폐촉매 관련 기존 연구에서 실험한 바나듐과 텅스텐의 침출 결과를 비교분석하였다. 참고로. 해당 연구는 모두 NaOH 기반 직접침출방식이었으며 이 중 2건은 침출 효과 제고를 위해 가압침출을 적용하였다. 정량적 비교분석및 평가를 위해 회귀분석을 수행하였다. 회귀식 도출 결과 1개 식을 제외하고 대부분 침출효율의 예측치 vs. 실험치간 높은 선형적 상관관계를 보였으며(결정계수 89%-99% 수준), 성분 및 가압여부에 따른 전반적인 침출효율 수준은 회귀식의 Y 절편을 통해 대략적으로 파악가능하며 주요 인자의 영향은 이에 관련된 1차 독립변수의 계수를 통해 각 핵심인자의 영향을 평가할 수 있었다. 그 결과, 유의미한 인자중 침출온도 관련 1차 독립변수의 계수는 전반적으로 10-3‒6.23×10-3의 범위를 나타내었다. 또한, 침출제 농도 계수는 V2O5 침출의 경우2.6×10-2‒5.1×10-2, WO3의 경우 0.1-0.21 범위를 보여, WO3 침출효율의 선택적 증진을 위해서 침출제의 농도를 높이는 것이 효과적일 수있다는 점을 암시한다. 한편, 침출시간의 경우 1차 계수는 1.8×10-4 – 3×10-3의 범위를 나타내었으며 액고비율의 경우 대체로 1차 계수가10-2‒1.9×10-2 범위를 보여 해당 인자의 증가가 침출효율을 제고로 이어질 수 있음을 알 수 있었다.
Abstract
Spent SCR (Selective catalytic reduction)catalysts used to remove nitrogen oxides in the atmosphere contain valuable metals, so efficient recovery technology is required. Therefore, this study compared and evaluated the experimental data on vanadium and tungsten leaching tested in previous research on spent SCR catalysts. All of the research applied NaOH-based direct leaching, and two of those utilized pressurized leaching to improve the leaching effect. As a result of regression analysis for the evaluation, mostly a high linear correlation was found between the predicted and the experimental leaching efficiencies (coefficient of determination of 89%-99%). The overall leaching efficiency levels according to the component and pressurization could roughly be recognized through the Y-intercept in the regression equation. The effects of the significant factors could be evaluated through the coefficients of the first degree terms of independent variables related to the factors. As a result, such coefficients on leaching temperature among the significant factors generally ranged 10-3‒6.23×10-3. In addition, the coefficients on leaching agent ranged 2.6×10-2‒5.1×10-2 for V2O5 leaching and 0.1-0.21 for WO3, implying that increasing the concentration of the leaching agent may be effective for selective enhancement of WO3 leaching. Meanwhile, the coefficients of the leaching time ranged 1.8×10-4‒3×10-3, and those of liquid-solid ratio generally ranged 10-2‒1.9×10-2, indicating that an increase in the corresponding factor may lead to improved leaching efficiency.